Файл: Субботина, Н. П. Водный режим и химический контроль на тепловых электростанциях.pdf

му. Температура воды при ее движении на участке от места забора воды циркуляционными насосами до кон­ денсатора турбины практически не меняется. В зависи­ мости от времени года и температуры окружающего воз­ духа температура воды, поступающей в конденсатор, бывает различной. Зимой вода, забираемая из-под льда замерзшего водоема имеет температуру 4°С; в бассейнах градирни вода зимой имеет температуру 10—12 °С. Ле­ том температура воды выше; в разных по климату райо­ нах она составляет 15—25 и редко достигает 30°С. При

Рис. В-5. Характер изменения температуры и давления рабо­ чей среды в основном цикле ТЭС.

/ — изменение давления; 2 и 2' — изменение температуры при докрити-

ческих (2) и сверхкритических (2') параметрах; t„ .и р„ — начальные параметры пара; < н а о — т е м п е р а т у р а насыщения; t n n — температура промежуточного перегрева.

движении по трубкам конденсатора охлаждающая во­ да нагревается, отводя тепло, выделяющееся при кон­ денсации пара. Повышение температуры охлаждающей воды в конденсаторе, как правило, колеблется в 'Преде­ лах 8—10 °С.

В подающей (прямой) магистрали тепловых сетей избыточное давление воды за сетевыми насосами (рис. В-2) составляет 2,5—3 кгс/см2. В обратной маги­ страли, по которой сетевая вода возвращается в ТЭЦ, давление меньше, оно равно 1,2—1,5 кгс/см2. В сетевых

подогревателях вода нагревается паром до 130—150°С и с такой температурой поступает в теплосеть; в тепло­ обменниках потребителей температура воды снижается неодинаково, но в общем обратном трубопроводе потоки отдельных потребителей смешиваются и температура усредняется до значения 40—70 °С.

Изменение параметров теплоносителя в тепловых се­

т. е. является «водой» в обычном понимании этого сло­ ва. Аналогичная картина наблюдается в системах прямо­ точного и оборотного охлаждения конденсаторов тур­ бин, исключая собственно охладительные устройства. В градирнях и брызгальных бассейнах наряду с тепло­ отдачей ог воды к воздуху путем теплопроводности и конвекции происходит и парообразование; пары воды уходят в окружающую атмосферу, а жидкая фаза оста­ ется в системе для повторного использования.

В-З. СВЯЗЬ МЕЖДУ ПАРАМЕТРАМИ И СВОЙСТВАМИ Н,0

При изменении температуры и давления изменяются теплофизические и физико-химические свойства НгО.

В области докритических давлений ниже линии насы­ щения, где существует только жидкая фаза Н 2 0 , повы-

Рис. В-6. Влияние давления на плотность и ди­ электрическую проницаемость пара и воды на ли­ нии насыщения.

шение температуры сопровождается снижением величин вязкости, плотности и диэлектрической проницаемости воды, величина теплоемкости при' постоянном давле-

20

ним ср несколько возрастает. При температурах выше температуры насыщения is, где существует только газо­ образная фаза Н 2 0 , перегрев пара сопровождается сни­ жением его плотности и теплоемкости с р и незначитель­ ным увеличением вязкости. На линии насыщения суще­ ствуют обе фазы — пар и вода, различающиеся по вели­ чинам плотности, вязкости, диэлектрической проницае­ мости и другим показателям. Зависимость плотности па­ ра и воды и их диэлектрической проницаемости от дав­ ления на линии насыщения показана на рис. В-6. Из

меняется разность между величинами диэлектрических проницаемостей воды и пара.

Характер изменения основных теплофизических пара­ метров Н 2 0 с ростом температуры при постоянстве дав­ ления показан на рис. В-7. Типичными для докритических давлений являются плавный ход кривых плотности (р), вязкости (in)-, теплоемкости (ср) и теплопроводности

(X) в области температур, которые ниже н выше темпе­ ратуры насыщения, и разрыв этих кривых при темпе­ ратуре насыщения (кривые / на рис. В-7). При сверх­ критических давлениях кривые изменения плотности, вязкости и теплопроводности во всем диапазоне темпе­ ратур не имеют разрыва, однако изменение абсолютных

21

величин этих параметров в разных диапазонах темпера­ тур различно. Четко выделяется сравнительно узкий интервал температур, где наблюдается хотя и плавное, но весьма резкое изменение плотности, вязкости и тепло­ проводности. На кривой теплоемкости ср в этом интер­ вале температур1 имеется максимум. Соответственно ходу кривой теплоемкости этот интервал температур по­ лучил название з о н ы м а к с и м а л ь н о й т е п л о е м к о ­

ст и .

Сплотностью и диэлектрической проницаемостью связаны свойства НгО как растворителя. При низких температурах, когда плотность и диэлектрическая про­

шаются, в связи с чем вода становится все менее по­ лярным растворителем. Плотность и диэлектрическая проницаемость насыщенного пара с ростом температуры (рис. В-6) возрастают, соответственно свойства пара как растворителя усиливаются, вместе с тем из-за низких абсолютных значений диэлектрической проницаемости насыщенный пар во всем диапазоне давлений остается малополярным растворителем.

С изменением температуры и давления меняются так­ же электролитические свойства воды. Известно, что вода является очень слабым электролитом; ее диссоциация протекает по реакции

и Ю - 7 грамм-ионов гидроксила на каждую грамм-моле­ кулу воды. С изменением температуры степень диссо­

другу для чистой воды. При постоянной температуре произведение концентраций свободных ионов Н+ и О Н - , находящихся в воде, является постоянной величиной.

1 Это резкое изменение свойств Н2 0 при сверхкритических дав­ лениях носит название квазифазового перехода. (Прим. ред.)

22

кислоту, то концентрация свободных ионов водорода будет повы­ шаться, концентрация же свободных ионов гидроксила при этом должна уменьшаться, чтобы их произведение при постоянной темпе­ ратуре сохранилось постоянным. Отсюда следует, что в кислотной

этом должна уменьшиться в 100 раз, т. е. сделаться рав­ ной Ю - 9 , так как произведение новых концентраций дол-

23

жно оставаться равным той же величине Kw (при 25 °С /С„=10-«).

В связи с неудобством использования чисел с отрица­ тельными показателями степени для характеристики кон­ центрации водородных и гидроксильных ионов применя­ ют десятичные логарифмы этих чисел, взятые с обратным

Р Н 4 - р о н = —ig/c„=p/c«.

Как уже указывалось выше, ионное произведение во­ ды сохраняет постоянное значение при постоянной тем­

дальнейшем повышении температуры происходит сниже­

+ рОН = 14. При /Сш=Ю0 • Ю - 1 4 рН чистой воды и ней­ тральных растворов будет равно 6; кислые растворы войдут в диапазон р Н < 6 , щелочные — р Н > 6 ; во всех "растворах в этом случае рН + рОН=12 . На рис. В-8 по­ казано изменение pKw в зависимости от температуры.

В-4. ЗАДАЧИ ОРГАНИЗАЦИИ ВОДНЫХ РЕЖИМОВ ТЭС

Изменения температуры и давления НгО, сопровож­ дающиеся изменением теплофизических и физико-хими­ ческих свойств пара и воды, обусловливают особенности поведения примесей на разных участках пароводяного тракта ТЭС. Если бы в рабочей среде,' циркулирующей

24